2013.06.27
硬さのバラツキを抑えるには？
アルミの熱処理でたまに質問を受けますが、
「製品の硬さのバラツキを最小限に抑えるにはどうすれば良いか？」
というテーマがあります。
例えば１回の熱処理で１トンぐらいを熱処理したとしましょう。そうすると、上部や下部、あるいは中央部などで硬さが違っていたり、あるいは上部の隣同士でも硬さが違う場合があります。
違うと言っても、例えばHB(10/500)で96.3と100というような差の場合もあります。測定誤差も考慮すると、「だいたい同じようなもの」とも言えますが、やはりきちんとした数値で統一された結果になる方が製品が安定していると判断できます。
硬さを測定するときの誤差もありますので、全部が同じというのは難しいのですが、「ほぼ同じ」という状態は製品によってはけっこうあります。
熱処理をするときに硬さのバラツキを抑えるために行うことと言えば、
１．昇温時間を伸ばす
２．保持時間を伸ばす
ということが考えられます。昇温時間を伸ばすというのは、例えば５００℃に製品を熱するときに、６００℃の空気中に入れると空気に触れたところは先に温度が上がり、内側にある製品は暖まるのが遅くなります。
缶ジュースを温かいお湯に入れて温めるときに、少し時間が経って表面の温度が上がっていても中身はまだ冷たいという経験をされたことがあるかもしれません。
缶ジュースを水に入れて、そこから水ごと温めていくと、缶ジュースの温度は均一になります。内部で対流するので温度差は発生しますが、水が１００℃になってしばらくすると缶ジュースの内部も１００℃に均一になります。危ないので蓋は開けておかなければいけませんが。
Ｔ６の場合は、溶体化処理は少し保持時間を伸ばすことが可能ですので、内部の均一化には良い方法になります。時効硬化処理の場合には過時効になってしまいますので保持時間を伸ばすことはできません。
昇温時間については、例えば水を凍らせるために０℃まで下げて行く時に、０℃まで早く下げてもゆっくりと時間をかけても、凍り始めるのは０℃になってからです。つまり、変化する温度に到達しなければ変化は起こりませんので昇温時間をコントロールしても品質に影響はありません。
ただ、アルミニウムの熱処理の場合には、目的とする硬さの範囲はけっこう広く設定されているため、規格内であれば多少のバラツキがあっても問題が無い場合の方が多くあります。コストと品質を考えながら最適な熱処理を行うように色々とご相談をさせていただければと思います。